Práctica No 16 Determinación experimental del calor específico del

Práctica No 16
Determinación experimental del calor específico del etilenglicol por el método de
calentamiento
1. Objetivo general:
Determinación experimental de la
entalpía específica del etilenglicol, utilizando un
calorímetro
mediante
el
método
de
calentamiento.
2. Marco teórico:
Calor específico de un líquido a
presión constante: Una cierta cantidad
de un líquido de calor específico conocido
Cp se encierra dentro de un calorímetro
adiabático. Si mediante una resistencia
eléctrica (que disipa una potencia se va
calentando, entre t y t+dt se cumplirá:
ܹ݀‫݉ = ݐ‬. ‫݌ܥ‬. ݀‫ ݐ‬+ ‫( ݐ݀ܥ‬1)
Donde:
m= masa del liquido (g)
dt= incremento diferencial de temperatura (del
líquido y el calorímetro).
C= capacidad calorífica del calorímetro
W= resistencia eléctrica.
Suponiendo constantes todos los parámetros
de la ecuación anterior, se puede integrar
fácilmente, llegando a una dependencia lineal
de la temperatura con el tiempo:
ܹ
ܶ(௧) =
. ‫ ݐ‬+ ‫ݐ‬଴
(2)
݉. ‫ ݌ܥ‬+ ‫ܥ‬
Donde:
T= temperatura
t0= constante de integración que representa la
temperatura en el instante t=0
W= resistencia eléctrica
C= capacidad calorífica del calorímetro
t= tiempo.
Etilenglicol:(sinónimos:
Etano-1,2-diol,
glicol de etileno, 1,2-dioxietano, glicol) es
un compuesto químico que pertenece al
grupo de los glicoles. El etilenglicol es un
líquido transparente, incoloro, ligeramente
espeso como el almíbar. A temperatura
ambiente es poco volátil, pero puede existir
en el aire en forma de vapor, el etilenglicol
es inodoro pero tiene un sabor dulce. Se
fabrica a partir de la hidratación del óxido
de etileno (epóxido cancerígeno). Se utiliza
como anticongelante en los circuitos de
refrigeración de motores combustión
interna, como difusor de calor, para fabricar
compuestos
de
poliéster,
y
como
disolventes en la industria de pinturas y
plásticos. El etilenglicol es también un
ingrediente en líquidos para revelar
fotografías, fluidos para frenos hidráulicos y
en tinturas usadas en almohadillas para
estampar, bolígrafos, y talleres de
imprenta.
3. Materiales y equipos
Materiales
Agua (750cm3)
Etilenglicol (750cm3)
Equipos
Calorímetro
Termómetro
agitador
Balanza
Resistencia de
calefacción
cronómetro
4. Procedimiento experimental:
1) Llene el calorímetro con 750cm3 de agua,
y determine la masa (m), de agua, mida
la temperatura ambiente y anótela como
(T0).
2) Coloque el calorímetro en un agitador
magnético, cerciórese de que el imán
gire libremente en el fondo del
calorímetro.
3) Introduzca la resistencia de calefacción
junto con el termómetro, conecte la
potencia de calefacción (ajústelo en 10 a
12V).
4) Una vez que el sistema alcance el estado
estacionario, proceda a medir la
temperatura (T) y el tiempo (t), hasta
que la temperatura del líquido suba
hasta 15C más que la temperatura inicial
anote la temperatura como T1.
5) A continuación se procede a vaciar y
limpiar bien el calorímetro, y llene un
volumen semejante de etilenglicol,
determine su masa, y repita los pasos
del dos (2) hasta el cuarto (4).
6) Una vez finalizado proceda a limpiar y
secar el calorímetro y colocar el equipo
en su sitio asignado.
Nota: no ingerir el etilenglicol ya que es
un elemente altamente nocivo, y lávese
bien las manos después de manipularlo.
5. Cálculos:
Calculo del Cp del agua:
ௐ
‫݌ܥ‬ுమ ை =
− ‫ܥ‬. (ܶଵ − ܶ଴ )
௠.(்భ ି்బ )
(3)
Donde:
m= masa del líquido (g)
T0= temperatura ambiente (C)
T1= temperatura final
C= capacidad calorífica del calorímetro
W= resistencia eléctrica.
Cálculo del Cp del etilenglicol:
ௐ
‫݌ܥ‬ா௧௜௟௘௡௚௟௜௖௢௟ = ௠.(் ି் ) − ‫ܥ‬. (ܶଵ − ܶ଴ ) (4)
భ
బ
Donde:
m= masa del liquido (g)
T0= temperatura ambiente (C)
T1= temperatura final
C= capacidad calorífica del calorímetro
W= resistencia eléctrica.
Nota: Compare los valores del Cp del agua y
del etilenglicol con los valores encontrados en
tablas, discuta sus resultados.
ܹ
ܶ(௧) =
. ‫ ݐ‬+ ‫ݐ‬଴
(2)
݉. ‫ ݌ܥ‬+ ‫ܥ‬
Donde:
T= temperatura
t0= temperatura ambiente
W= resistencia eléctrica
C= capacidad calorífica del calorímetro
t= tiempo.
6. Pre-laboratorio:
Investigar
1) ¿Qué es capacidad calorífica a volumen y
presión constante?
2) Propiedades del etilenglicol
3) ¿Qué importancia tiene el estudio del Cp
y Cv?
4) ¿Cuál es la primera ley de la
termodinámica (explique)?
Diseño de equipo
Fig. 6: Calorímetro adiabático.
Reporte de datos:
Tabla
1:
Datos del agua
mH2O (g)
W (vol)
T1 (C)
t
(s)
T1 (C)
t
(s)
Tabla 2: Datos del etilenglicol
metilenglicol (g)
W (vol)
Tambi: ______ C
Sección: ______
Grupo: _________
Integrantes
Nombre y apellido
C.I
Firma
_________________
_______________
___________
_________________
_______________
___________
_________________
_______________
___________
_________________
_______________
___________